在西安(an)石油大學(xué)(xue)發(fā)表的《延(yan)遲可控膠固型(xing)堵漏工作液體(ti)系的(de)研究》的碩(shuo)士學(xué)位論文中(zhong)，研究人員(yuan)利用上海騰拔(ba)質(zhì)構(gòu)儀測定了(le)抗壓強度(du)和凝膠強(qiang)度。

1、惰性橋塞材料(liao)的篩選

針對裂縫(feng)型漏失的橋塞(sai)材料需要滿(man)足以下要求(qiu)[32]：（1）與體系中(zhong)的化(hua)學(xué)成分不發(fā)(fa)生反應(yīng)，不改(gai)變原料化(hua)學(xué)性(xing)能;（2）材料易得、來(lai)源廣、容(rong)易加(jia)工;（3）自身有強(qiang)度，性質(zhì)穩(wěn)定，具(ju)有抗溫性，能(neng)夠發(fā)(fa)揮卡(ka)喉作(zuo)用;（4）所用(yong)材料環(huán)境(jing)適應(yīng)性強。橋(qiao)塞材(cai)料自身化學(xué)(xue)性質(zhì)穩(wěn)定，不參(can)與反(fan)應(yīng)，由于(yu)自身材質(zhì)等物(wu)理性(xing)能對工作液產(chǎn)(chan)生影響，因此(ci)選擇(ze)三種不同的惰(duo)性橋塞(sai)材料研(yan)究其對抗(kang)壓強度的影(ying)響。

①石英(ying)砂作(zuo)為一(yi)種剛性(xing)和化學(xué)性(xing)質(zhì)穩(wěn)定的硅(gui)酸鹽礦物(wu)，其在(zai)工業(yè)應(yīng)用(yong)中因其粒度(du)的多樣性(xing)而廣受歡迎(ying)。根據(jù)具體需(xu)求，石英砂可以(yi)被細分為不同(tong)的粒度范(fan)圍，如(ru)10~20目至(zhi)200~325 目，以適應(yīng)(ying)不同(tong)的工(gong)業(yè)用途。在堵(du)漏工程(cheng)中，通過精(jing)心選擇和(he)混合不同粒度(du)的石(shi)英砂，可(ke)以在(zai)漏失層處(chu)形成一個密實(shi)的堆(dui)積層。這(zhe)種方法(fa)不僅利用了(le)石英砂(sha)的物(wu)理特性來實現(xiàn)(xian)物理封堵，還(hai)通過與(yu)專用的堵漏(lou)液相結(jié)合，形(xing)成一個(ge)高強度(du)的封堵(du)層，有效地阻(zu)止了(le)液體的進一(yi)步滲透，從而(er)提高了封堵效(xiao)果的穩(wěn)定性(xing)和持(chi)久性。

②云母片是一種(zhong)廣泛使用的片(pian)狀材料，具(ju)有2.7~2.8 g/cm3 的密度(du)，以其化(hua)學(xué)惰性、無溶解(jie)度、無毒性和不(bu)參與反應(yīng)的(de)特性著稱(cheng)。這些特點使(shi)得云母片(pian)可以與各類工(gong)作液混合(he)使用，展(zhan)現(xiàn)出jijia的兼容(rong)性和流動(dong)性。通(tong)過巧妙地利(li)用云母片的不(bu)同尺寸(cun)與工作(zuo)液體系的(de)配合(he)，云母片(pian)能有(you)效地對地(di)層中的漏(lou)洞進(jin)行封堵(du)，從而在鉆井和(he)修井作業(yè)(ye)中發(fā)揮關(guān)鍵(jian)作用。這種封堵(du)機制不(bu)僅依賴于云母(mu)片的物(wu)理尺寸(cun)，還利用其dute的(de)物理和化學(xué)屬(shu)性，為解決(jue)復(fù)雜的(de)地層(ceng)漏失(shi)問題(ti)提供(gong)了一(yi)種可(ke)靠且環(huán)保的(de)解決方(fang)案。

③重晶(jing)石源自(zi)天然(ran)礦石(shi)，經(jīng)特(te)殊工(gong)藝處(chu)理后轉(zhuǎn)化(hua)為黑褐色細(xi)粉，具有高密度(du)特性(xing)（4.2 g/cm3），使其(qi)成為鉆井(jing)液中的(de)理想加(jia)重劑。適用于密(mi)度低于2.3 g/cm3的水基(ji)或油基鉆井液(ye)，廣泛應(yīng)用于堵(du)漏作業(yè)(ye)，憑借(jie)其密度優(yōu)勢，在(zai)提高工作液密(mi)度、優(yōu)化鉆井效(xiao)率方面發(fā)(fa)揮著不可替(ti)代的作用(yong)。

配方：4%N-PRT+0.5%TH+橋塞材(cai)料

由圖3-3 可知，隨著(zhe)橋塞材料(liao)加量的增加(jia)抗壓強度降低(di)。加入不(bu)同的橋(qiao)塞材料固化(hua)后強(qiang)度存(cun)在明顯差(cha)異，說明(ming)填料的加量以(yi)及材質(zhì)對抗壓(ya)強度有影(ying)響。當石(shi)英砂加入量為(wei)20%時，由于石英(ying)砂的粒(li)度不同、密(mi)度較(jiao)低，導(dǎo)致(zhi)堵漏工作(zuo)液的流動度較(jiao)低，會使(shi)在實際應(yīng)用時(shi)對施工造成較(jiao)大影響；而云(yun)母片的抗壓強(qiang)度明顯(xian)低于石英砂與(yu)重晶石，故(gu)不適用于目前(qian)的堵(du)漏工作液；重(zhong)晶石的加入(ru)抗壓強度優(yōu)于(yu)石英(ying)砂與云(yun)母片，當重晶石(shi)的加量(liang)在10%-15%時，抗(kang)壓強(qiang)度最(zui)高且流動度(du)zuiyou。

2、凝膠強度的(de)測定

凝膠強度由(you)質(zhì)構(gòu)分析儀探(tan)頭所(suo)承受的(de)阻力表示(shi)。通過采(cai)用質(zhì)構(gòu)分(fen)析儀，建立(li)了一種測量凝(ning)膠強度的方(fang)法，通過(guo)質(zhì)構(gòu)分析模(mo)擬夾持過(guo)程，以監(jiān)測力值(zhi)的變化。這種(zhong)方法可以(yi)實時測(ce)試密封液(ye)并生成(cheng)相應(yīng)的曲(qu)線。質(zhì)構(gòu)分析提(ti)供了更(geng)靈敏的測試(shi)，產(chǎn)生更(geng)準確(que)的數(shù)據(jù)，結(jié)果受(shou)樣品狀(zhuang)況的影響(xiang)較小。阻力有效(xiao)地反(fan)映了凝(ning)膠強度的(de)大小。

橋塞(sai)材料不影響(xiang)工作液的反(fan)應(yīng)，但是(shi)不同(tong)種類(lei)的橋(qiao)塞材料會(hui)影響(xiang)堵漏(lou)工作(zuo)液的強度，吸(xi)水材質(zhì)的(de)橋塞材料可能(neng)導(dǎo)致(zhi)強度較(jiao)低，因此考察不(bu)同橋(qiao)塞材料對(dui)感應(yīng)(ying)力的影(ying)響。由圖3-4 所示，對(dui)于加入重晶(jing)石固結(jié)體所(suo)受感應(yīng)力最大(da)，其次是石英砂(sha)，加入云母片固(gu)結(jié)體所受感(gan)應(yīng)力最小(xiao)。所以(yi)，堵漏工作液中(zhong)應(yīng)該加入重(zhong)晶石作為橋(qiao)塞材料，形成(cheng)的固結(jié)體(ti)感應(yīng)力高達(da)422 N，強度最大。

參考文獻：劉海(hai)波. 延遲可(ke)控膠固(gu)型堵(du)漏工作液體系(xi)的研究. 碩(shuo)士學(xué)(xue)位論文，2024.